《油層物理》綜合復習資料一、填空題1、地層油的特點是處于地層高溫、高壓下，并溶有大量的自然氣。2、在高壓下，自然氣的粘度隨溫度的上升而減小，隨分子量的增加而增加。3、巖石粒度組成的分析方法主要有薄片法篩析法 沉降法4、與接觸脫氣相比，多級分別的特點是分別出的氣量少，輕質油組分多，得到的地面油量多。5、當巖石外表親水時，毛管力是水驅油的動力；反之，是水驅油的阻力。6、依據蘇林分類法，地層水主要分為重碳酸鈉型、硫酸鈉型、氯化鈣型和氯化鎂型。7、自然氣在原油中的溶解度主要受溫度 壓力 原油和自然氣組成等的影響。8、砂巖的膠結類型主要有基底膠結孔隙膠結接觸膠結三種，其中基底膠結9、火燒油層的方式主要有正向燃燒；逆(反)向燃燒；濕式燃燒。10、單組分烴的相圖實際是該烴的飽和蒸汽壓線，該曲線的端點稱為臨界點。11、流度比的值越小，越有利于提高原油采收率。12、對應狀態定律指出：在一樣的對應溫度對應壓力下，全部的純烴氣體都具有一樣的壓縮因子。13、油藏的驅動方式以主要的驅油能量命名。14、一般而言，油越稠，油水過渡帶越寬。其依據的公式是hPcR

/[(w

)g]。o15、儲層巖石的“孔滲飽”參數是指巖石的孔隙度 滲透率 飽和度。16、單組分氣體在液體中的溶解聽從亨利定律。二、名詞解釋砂巖的粒度組成：構成砂巖的各種大小不同的顆粒的相對含量，以質量百分數表示。地層油的等溫壓縮系數：在等溫條件下，地層油的體積隨壓力的變化率。潤濕：液體在分子力作用下沿固體外表的流散現象。平衡常數：在肯定溫度和壓力下，系統中氣液兩相到達熱力學平衡時，某一組分在氣相和液相中的安排比例。賈敏效應：液珠或氣泡通過孔喉時產生的附加阻力。兩相體積系數：當油藏壓力低于泡點壓力時，地層油和其釋放的氣體的總體積與它在地面脫氣后的體積之比。壓縮因子：溶解氣油比：在某一溫度和壓力下，單位體積地面油中溶解自然氣的標準體積。相滲透率：當巖石孔隙中飽和兩種或兩種以上的流體時，巖石讓其中一種流體通過的力量。涉及系數：注入工作劑在油層中的涉及程度。或工作劑驅掃過的油藏體積占整個油藏體積的百分數。潤濕反轉:巖石外表由于性質發生變化，使得潤濕性發生變化的現象。自然氣的等溫壓縮系數:在等溫條件下，自然氣的體積隨壓力的變化率。驅替過程：非濕相驅替濕相的過程。吸附：溶質在相界面和相內部濃度不同的現象。三、做圖題1、畫出雙組分烴的相圖，標出臨界點、氣相區、液相區和兩相區的位置，并簡要說明其相態特征。相態特征： ①.雙組分體系的相圖為開口環線，不是單調曲線。②.分為三個區，液相區、氣相區和兩相區。③.體系的臨界點定義為泡點線和露點線的交匯點，不是體系的最高溫度和最高壓力。2、畫出典型的油水相對滲透率曲線，標出三個區，并簡潔描述其分區特征。曲線分為三個區：A0Swi增加，此時水自身不能流淌，但對油的流淌產生了影響，油的相對滲透率漸漸降低。B區為油水同流區。含水飽和度由低向高增加時，水的相對滲透率漸漸上升，油的相對滲透率漸漸0。C區為單相水流區。此區起于剩余油飽和度。此時，油的流淌渠道被水所占據，油的相對滲透率為0。但由1。3、畫出單組分烴的相圖，并標出臨界點、氣相區、液相區和兩相區的位置。4、畫出典型的毛管力曲線，并標出閾壓、飽和度中值壓力、最小濕相飽和度。5、巖石(a)、(b)分別放入水中，巖石下部有一油滴，外形如以下圖所示，試畫出潤濕角？并說明兩巖石的潤濕性？四、簡答題1、簡要說明油水過渡帶含水飽和度的變化規律，并說明為什么油越稠油水過渡帶越寬？頂層，油水的分布一般為：純水區——油水過渡區——純油區。由下而上，含水飽和度漸漸降低。Pchc

( )gw o

，在PcR肯定時，油水的密度差越小，油水的過渡帶將越寬。油越稠，油水密度差越小，所以油越稠，油水過渡帶越寬。2、簡要說明提高原油采收率的途徑，并結合現場實際，給消滅場應用的兩種提高采收率方法。原油的采收率是涉及系數和洗油效率的乘積。因此，提高采收率的途徑為：一是提高涉及系數；二是提高洗油效率。在現場上，如聚合物驅就是通過提高注入水的粘度，改善水油流度比，從而提高涉及系數和采收率；又如，外表活性劑驅則是通過降低油水界面張力，以提高洗油效率，從而到達提高采收率的目的。3、什么是氣體滑動效應？它對滲透率的測量有何影響？在巖石孔道中，在孔道中心的液體分子的流速比靠近孔道壁的分子流速高，而且越靠近孔道壁外表，分子的流速越低；氣體則不同，靠近孔道壁外表的氣體分子與孔道中心的氣體分子流速幾乎沒有差異。氣體在巖石孔道中的這種滲流特性稱為滑動效應。由于氣體滑動效應的存在，氣測滲透率一般高于液測滲透率。4、給出兩種推斷巖石潤濕性的方法，并簡要說明其推斷的依據。說明：含有以下五種方法中的兩種即為正確。毛管力曲線下包面積法用A2、A1分別表示水驅油和二次油驅水毛管力曲線的下包面積，假設A2<A1,巖石親水；反之則親油；lg(A1/A2)>0，巖石親水；反之則親油。潤濕指數法潤濕指數定義為：Wcoswo

/cosog

p Two

/p Tog

，WW=1woW=0W01視潮濕角法：coswo度，巖石越油濕。相對滲透率曲線法

p Two

/p Tog

，視接觸角

090wo依據相對滲透率曲線上等滲點對應的濕相飽和度來推斷。當等滲點對應的濕相飽和度>50%時，巖石親水；當等滲點對應的濕相飽和度<50%時，巖石親油。潤濕角法通過光學投影法測得巖石的潤濕角θ來推斷。當θ＜90°時，液體潤濕固體；當θ=0°時為完全潤濕；當θ＞90°時，液體不潤濕固體；當θ=180°時為完全不潤濕。5.結合自己的工作實際，各舉一例說明賈敏效應的利與弊。液珠或氣泡通過孔隙喉道時，產生的附加阻力稱為賈敏效應。利：調剖堵水工藝技術就是利用賈敏效應原理，如注乳狀液、混氣水、泡沫等來封堵大孔道，調整流體滲流剖面，提高驅替液的涉及系數，從而提高采收率。弊：在鉆井、完井及井下作業過程使用的鉆井液、完井液、壓井液等失水時會對油流入井產生阻力，損害油氣層。五、計算題1、設某自然氣的摩爾組成和臨界參數如下：組組分N2CH4CH26CH38CH41摩爾組Ici3.085.05.04.03.0126.1190.7305.5370.0425.4力P，ciMPa3.394.644.884.263.790試計算：Mg

yMi i、自然氣的相對密度(空氣的分子量為29)； Mg g

/M =19.44/29=0.67a50℃、10MPa下的視對應溫度和視對應壓力。

=4.574 T

=208.715c i ci c i ci自然氣的視對應壓力為：PP/Pr

10/4.5742.186自然氣的視對應溫度為：TT/Tr

(50273.15)/208.7151.5482、一柱狀巖心，長度L=5cm，直徑d=2cm，巖心被100%地飽和粘度μ

=1mPa.s的鹽水，當巖心兩端壓差wΔP=0.05MPa時，測得的流量為QQL 18.84/60110354

=18.84cm3/min.，求該巖心的滲透率。wk 108cm21.0m2Ap 220.051062.5cm，長度為3cm的圓柱形巖心，用穩定法測定相對滲透率，巖心100%飽和地層水時，在0.3MPa0.8cm3/s30%時，在同樣的壓差下，水的流0.02cm3/s0.2cm3/s。油粘度為：3mPa.s1mPa.s。求：k

QL 0.813

0.163um2o Ap 3.142.520.3104Sw=30%時油水的有效滲透率、相對滲透率？k

Qoo

L 0.233

2o Ap 3.142.520.3104k

QwwL 0.0213

0.004um2w Ap 3.142.520.3104kro

k/ko

0.1220.1630.748krw

k /kw

0.0040.1630.0252023—20232學期《油層物理》試卷〔0.520分〕1〕室內測定油藏巖石毛管力大小的方法主要有壓汞法、半滲隔板法、以及離心法。這些方法測定毛管力的原理為巖心飽和濕相流體，當外加壓力抑制某毛管喉道的毛管力時，非濕相流體進入該孔隙，將其中的濕相驅出。2〕自然氣在原油中的溶解度受多種因素的影響，其中主要的影響因素有溫度、壓力及油氣性質。當溫度升高時，自然氣在原油中的溶解度下降；壓力上升，自然氣的溶解度增大；自然氣在輕質油中的溶解度大于在重質油的溶解度。3〕越小。高溫，高壓，且原油中含有大量的自然氣。現場常用的油氣分別方式有接觸分別和多級分離，其中多級分別方式分別出的氣量少，分別出的油較輕。依據蘇林分類法，地層水共分為四種類型，即氯化鈣型、氯化鎂型、硫酸鈉型以及重碳酸鈉型。油藏巖石的潤濕性定義為液體在分子力作用下在固體外表的流散現象。影響油藏巖石潤濕性的因素主要有巖石的礦物組成，流體組成以及石油中的極性物質等。8〕增大；隨分子量增大，自然氣粘度減小；而高壓下自然氣粘度的特點是：隨溫度上升，自然氣粘度降低；隨壓力增大，自然氣粘度增大；隨分子量增大，自然氣粘度。9〕聚合物提高原油采收率的主要機理是：聚合物能過增大注入水的粘度，改善水油流度比，增加涉及系數，提高采收率；熱采提高原油采收率的主要機理是：通過降低原油粘度，改善水油流度比，增大涉及系數，從而提高采收率。10〕儲層巖石中的膠結物按成分分類可分為泥質膠結物、灰質膠結物、硫酸鹽膠結物及硅質膠結物。其中泥質膠結物的特點是遇水分散、絮凝或腫脹；灰質膠結物中常見的是方解石及白云石，其特點是遇酸反響；石膏是重要的硫酸鹽膠結物，其特點是高溫脫水。按膠結物含量、分布及顆粒與膠結物的結合方法來劃分，油藏巖石的膠結類型可劃分為：基底膠結、孔隙膠結、以及接觸膠結。11〕氣測氣體滑動效應。液體對固體的潤濕程度通常用潤濕角來表示。潤濕角的變化范圍為0°~180°，潤濕角一般規定從極性大的一端算起。油水過渡帶的厚度一般大于油氣過渡帶的厚度；油越稠，油水過渡帶厚度越大。〔318分〕涉及系數涉及系數定義為被工作劑驅掃過的油藏體積或面積百分數。毛管壓力毛管壓力指毛細管中彎液面兩側非濕相流體與濕相流體之間的壓力差。自然氣的等溫壓縮系數自然氣的等溫壓縮系數是指在等溫條件下，單位體積氣體的體積隨壓力的賈敏效應賈敏效應是指液珠或氣泡通過孔隙喉道時產生的附加阻力。有效滲透率有效滲透率是指當巖石孔隙中飽和兩種或兩種以上流體時，巖石讓其中一種流體通過的力量。砂巖的粒度組成指構成砂巖的各種大小不同的顆粒的相對含量。三．作圖及簡答題〔30分〕1.〔12分〕簡要畫出原油溶解氣油比、體積系數、粘度隨壓力變化曲線，并解釋緣由。 1/當壓力低于泡點壓力Pb(1分)，而當壓力高于泡點壓力時，全部氣體都溶于油中，溶解氣油比保持不變〔1分〕。2/當地層壓力低于泡點壓力時，地層油的體積系數隨壓力增大而增大，這是由于壓力上升原油中的溶解氣量增加，原油體積膨脹〔1分〕。當地層壓力高于泡點壓力時，隨壓力上升，地層油的體積系數變小，這是由于壓力上升，〔1分〕。3/〔1分〕。當壓力高于〔1分〕。2.〔8分〕P-T1點代表原始壓力溫度條件。推斷該油氣藏類型；分析該烴類體系在等溫降壓過程中的相態變化，并簡述這類油氣藏在開發過程中應留意的問題。該氣藏是凝析氣藏〔2分〕。在原始地層條件下，烴類物質以氣態存在〔1分〕。當開發過程中由于氣體的采出訪地層壓力下降后，地層中氣體膨脹。當壓力降至2點〔其次露點〕時，地層中開頭有凝析油消滅〔1分〕，并且隨著壓力的降低，凝析油量越來越多，壓力降到3點凝析油量到達最大值〔1分〕。當壓力低于3點之后，隨4點〔第一露點〕油吸附在巖石顆粒外表，不能被采出，因此造成凝析油的損失〔1分〕，這類氣藏在開發過程中，應留意保持地層壓力開采，使地層壓力維持在其次露點以上，防止地層中產生凝析油〔2分〕。3.(10分)畫出典型的毛管力曲線，并標出閾壓、飽和度中值壓力、最小濕相飽和度，并簡述如何利用毛管力曲線推斷巖石主要孔隙半徑的大小及孔道分選性。解：典型的毛管壓力曲線如以下圖所示。圖中PT為閾壓〔1分〕，Pc50為飽和度中值壓力〔1分〕，Smin為最小濕相飽和度〔1分〕cb的長短和位置來判斷。中間平緩段越長，說明孔道分選越好，反之則越差〔2分〕。中間平緩段cb位置靠上，則孔道較小，反之，則孔道較大〔2分〕四．計算題〔共32分〕1.〔10分〕某氣藏原始地層壓力為15MPa，地層溫度為50℃。該氣藏中天然氣組成如下表所示。原始地層條件下自然氣的體積系數(原始地層條件下自然氣的壓縮因子為0.81)；簡述計算該自然氣壓縮因子的步驟3.〔13分〕成功油田某區塊油藏巖石的相對滲透率資料如下表所示。1〕推斷該油藏巖石的潤濕性，并說明緣由；確定束縛水飽和度及剩余油飽和度，并估算該油藏的最終采收率；該油藏原始壓力下油的體積系數為1.25m3/m3，水的體積系數為1.02m3/m3；地層條件下原25mPa·s0.58mPa·s。有一口井鉆在油水過渡帶上，射孔處地層水的飽和度為53%，問該井投產后地面產水率為多少？解：該油藏巖石為水濕〔3分〕，緣由如下〔2分〕：a.20%；b.50%；c.剩余油飽和度點水相相對滲透率小，0.3。從相滲曲線知束縛水飽和度為0.337〔1分〕，剩余油飽和度為1-0.87=0.132023－2023學年第一學期《油層物理》試卷一、填空題〔每空0.5分，共15分〕常用的巖石的粒度組成的分析方法有：薄片法、篩析法和沉降法，其中沉降法用來分析粒經小于40m的顆粒。儲層流體包括地層油、自然氣、地層水。越大越大〔越大、越小、不變〕。低壓下自然氣的粘度隨輕組分含量的增加而增加，隨溫度的上升而增加。地層油的粘度隨原油中輕組分含量的增加而減小，隨地層溫度的增加而減小，當地層壓力大于地層油飽和壓力時隨地層壓力的減小而減小，當地層壓力小于地層油飽和壓力時隨地層壓力的減小而增加。6．在儲集巖石中，不同類型的膠結物具有不同的特性，泥質膠結物的特性是遇水膨脹；灰質膠結物的特性是遇酸反響高溫脫水。變小，巖石滲透率變小〔〕。在等徑球形顆粒模型中，巖石顆粒越大，巖石孔隙度不變，巖石比面越小，巖石確實定滲透率越大。較多較多較少。在親水巖石中，水驅油〔水驅油、油驅水〕過程是吸吮過程，油驅水〔水驅油、油驅水〕過程是驅替過程；毛管力是水驅油的動力〔動力、阻力〕，潤濕角越大，越不利于〔有利于、不利于〕水驅油。二、名詞解釋〔每題216分〕1、自然氣的體積系數：在地面標準狀態下〔20°C,0.101MPa〕單位體積自然氣在地層條件下的體積。2、比面：單位體積巖石的總外表積。3、潤濕：液體在分子力的作用下在固體外表的流散現象。4、賈敏效應：氣泡或液珠通過孔隙喉道時，產生的附加阻力。5、流度：巖石確定滲透率與液體粘度的比值。6、地層油的等溫壓縮系數：在等溫條件下單位體積地層油體積隨壓力的變化率。7、平衡常數8、溶解氣油比：地層油在地面進展一次脫氣，將分別出的氣體標準〔20°C,0.101Mpa〕體積與地面脫氣油體積的比值。三、簡答題〔共32〕1τ〔毛管長度與巖石外表長度的比值〕，試依據單根毛管的流量公式推導：巖石滲透率與平均孔隙半徑的關系？巖石的滲透率與以外表體積為根底的比面的關系？2、什么是泡點壓力、露點壓力？試繪出多組分烴的相圖，指出氣、液相區和兩相區的位置？答：泡點壓力：溫度肯定時，開頭從液相中分別出第一批氣泡時的壓力。露點壓力：溫度肯定時，開頭從氣相中分別出第一批液滴時的壓力。3、什么是毛管力曲線？確定毛管力曲線的方法有哪些？毛管力曲線可以確定巖石的哪些物性參數？答：油藏巖石的毛管力與濕相〔或非濕相〕飽和度的關系曲線稱為毛管力曲線毛管力曲線確定方法有：半滲隔板法、壓汞法、離心法毛管力曲線可以確定的巖石物性參數：束縛水飽和度、剩余油飽和度、孔隙度、確定滲透率、相對滲透率、巖石潤濕性、巖石比面及孔隙喉道大小分布等。4、什么是涉及系數、洗油效率？采收率與兩者的關系是什么？答：涉及系數：指工作劑驅到的體積與油藏總體積之比洗油效率：指在涉及范圍內驅替出的原油體積與工作劑的涉及體積之比采收率是注入工作劑的體積涉及系數與驅油效率的乘積四、計算題〔共37分〕1、〔13分〕某油藏，地層條件下巖石的油水相對滲透率曲線及油驅水測得的毛管力曲線如右圖所示。由試油資料知100％產水面的上限海拔深度為-3000m，油藏條件下，油、水密度分別為0.848和1.008g/cm3，油、水的粘度分別為20和0.75mPa.s。求：確定油藏的最大水驅采收率？推斷巖石的潤濕性并說明緣由？油水過渡帶的高度(100%的產水面到100％的產油面的高度)？油藏中含水飽和度Sw=35%的面的海拔高度？油藏中含水飽和度Sw=35%的面上的地下含水率？解：〔1〕最大水驅采收率〔2〕巖石水濕；緣由：等滲點飽和度大于50%。〔3〕100%的產水面對應的含水飽和度為80％，100％的產油面對應的含水飽和度為15％；設1h、2h分別為飽和度為80%和15%時對應的距離自由水面的高度。即0.035*106=〔1008-848〕*9.81h2h1h=22.32142h=102.0408油水過渡帶的高度為：2h-1h=79.7194〔4〕設3h為飽和度為35%時對應的距離自由水面的高度 即0.08*106=〔1008-848〕*9.83h3h=51.0204所以其海拔高度為：-3000+〔3h-1h〕=-3000+(51.0204-22.3214)=-2971.32、〔10分〕某氣藏溫度為32℃，油層壓力為9MPa，自然氣的組成見表1：(設油藏條件下的壓縮因子Z＝1.15，C、H、N的分子量分別為12、1、14)求：該自然氣的體積系數Bg?(4)地層條件下自然氣的密度？

，油層有效厚度h=10m，孔隙度φ=0.2，束縛水飽和度2S=30%，地面脫氣原油密度為860kg/m0.75。原始壓力P=22MP；P與wc 3 i iP間巖石及束縛水的壓縮系數分別為C=1.4×10b f

/MPa，C=4.5×10-4 w

/MPa。從該油藏中取得油-4樣，做高壓物性試驗，結果如表2求：(1)該油藏的地質儲量？(2)該油藏的綜合壓縮系數？(3)該油藏的彈性采收率？泡點壓力下地層油的相對密度？〔1〕原始壓力下的地層油體積系數Boi=1.25〔2〕原油的等溫壓縮系數〔2〕原油的等溫壓縮系數油藏的綜合壓縮系數=1.4×10+0.2×[(1-30%)×0.016+30%×4.5×10

]=24.07×10

MPa-4 -4〔3〕彈性采油量彈性采收率

-4 -1(4)空氣的密度由100m/m1.35。地面1m3

脫氣油和100m3

3 3自然氣的質量為：m=860×1+100×0.75×1.29=956.75Kg地面1mV=1×B=1×1.35=1.35m3 ob 3泡點壓力下地層油的密度泡點壓力下地層油的相對密度巖石的比面指單位體積巖石內巖石骨架的總外表積或單位體積巖石內總孔隙的內外表積。分選系數用S表達S根號下d75/d25d75—75出的顆粒直徑d25同理巖石的粒度組成構成砂巖的各種大小不同顆粒的含量通常以百分數來表達。巖石的壓縮系數當油層壓力每降低單位壓降時單位體積巖石中孔隙及液體總的體積的縮小值。巖石的綜合壓縮系數地層壓力每降低單位壓降時單位體積巖石中孔隙及液體總的體積變化值。原始含油飽和度當油藏投入開發前儲層巖石孔隙空間中原始含油體積與巖石孔隙體積的比值剩余油飽和度剩余油在巖石孔隙中所占體積的百分數。束縛水飽和度當油藏投入開發以前儲層巖石孔隙空間中原始含水體積與巖石孔隙體積的比值。確定滲透率系數K為巖石確實定滲透率它取決于巖石孔隙構造的參數。有效滲透率指多相流體共存和流淌時其中某一相流體在巖石中的通過力量大小。氣體滑脫效應氣體在致密巖石中低速滲流時卻會消滅與液體低速滲流時完全不同的現象。膠結類型膠結物在巖石中的分布狀況以及它們與碎屑顆粒的接觸關系。巖石孔隙度巖石中孔隙體積與巖石總體積的比值。泡點壓力地層原油降壓過程中開頭脫出第一批氣泡時的壓力。露點壓力氣體凝析出第一批液滴時的壓力。溶解度肯定溫度壓力條件下單位體積液體中溶解的氣體的數量。一次脫氣在等溫條件下將體系壓力漸漸降低到指定分別壓力待體系達相平衡狀態后一次性排解從油中脫出的自然氣的分別方式。屢次脫氣將進產物脫氣過程分為屢次進展的脫氣方式。自然氣壓縮因子給定壓力和溫度下實際氣體中所占的體積與同溫同壓抱負氣體所占又的體積比自然氣體積系數指肯定量的自然氣在油層條件下的體積與其在地面標態下的體積比。兩相體積系數當油層壓力低于飽和壓力時地層中原油和析出氣體的總體積與它在地面脫氣后原油體積之比。地層油溶解汽油比某TP1立方米脫氣原油時分別出的氣量。地層油體積系數原油在底下的體積與其在地面上脫氣后的體積比。地層水體積系數地層水在地下壓力溫度條件下的體積與其在地面條件下的體積比。自然氣壓縮系數在等溫條件下自然氣隨壓力變化的體積變化率。自然氣視臨界壓力多組分混合自然氣中每一組分的摩爾分數與其臨界壓力的體積再將各組分求和。平衡常數體系中某組分在肯定壓力和